十九、Linux网络编程（三）
5.IO多路复用
在unix/linux下主要有四种I/O模式：
1.阻塞I/O: 最常用
大部分程序使用的都是阻塞模式的I/O
缺省情况下，套接字建立后所处于的模式就是阻塞I/O模式
读操作：read,recv,recvfrom
写操作：write,send
其他操作：accept,connect
读阻塞：
进程调用read函数从套接字上读取数据，当套接字的接收缓冲区中还没有数据可读，函数read将发送阻塞
它会一直阻塞下去，等待套接字的接收缓冲区中有数据可读
经过一段时间后，缓冲区内接收到数据，于是内核便去唤醒该进程，通过read访问这些数据
如果在进程阻塞过程中，对方发生故障，那这个进程将永远阻塞下去。
UDP不用等待，没有实际的发送缓冲区，所以UDP协议中不存在发送缓冲区满的情况，在UDP套接字上执行的写操作永远都不会阻塞。
写阻塞：
在写操作时发送阻塞的情况要比读操作少。主要发生在要写入的缓冲区的大小小于要写入的数据量的情况下。
这时，写操作不进行任何拷贝工作，将发送阻塞。
一但发送缓冲区内有足够多的空间，内核将唤醒进程，将数据从用户缓冲区中拷贝到相应的发送数据缓冲区。
UDP不用等待确认，没有实际的发送缓冲区，所以UDP协议中不存在发送缓冲区满的情况，在UDP套接字上执行的写操作永远都不会阻塞，sendto。
2.非阻塞I/O：可防止进程阻塞在I/O操作上，需要轮询
当我们将一个套接字设置为非阻塞模式，我们相当于告诉了系统内核"当我请求的I/O操作不能够马上完成，你想让我的进程进行休眠等待的时候，不要这么做，请马上返回一个错误给我。"
当一个应用程序使用了非阻塞模式的套接字，它需要使用一个循环来不停的测试是否一个文件描述符有数据可读（polling）
应用程序不停的polling内核来检查是否I/O操作已经就绪，这将是一个极浪费CPU资源的操作。
这种模式使用中不普遍。
1.fcntl()函数
当你一开始建立一个套接字描述符的时候，系统内核将其设置为阻塞IO模式。可以使用函数fcntl()设置一个套接字的标志位为O_NOBLOCK来实现非阻塞。
int fcntl(int fd, int cmd, long arg)
int flag;
flag = fcntl(sockfd,F_GETFL,0)
flag |= O_NOBLOCK;
fcntl(sockfd,F_SETFL,flag);
2.ioctl()函数
int b_on = 1;
ioctl(sock_fd, FIONBIO,&b_on);
3.I/O多路复用：允许同时对多个I/O进行控制
基本常识：linux中每个进程最多可以打开1024个文件，最多有1024个文件描述符，文件描述符的特点：
1.非负整数
2.从最小可用的数字来分配
3.每个进程启动时默认打开0、1、2三个文件描述符
多路复用针对不止套接字fd,也针对普通的文件描述符fd。
应用程序中同时处理多路输入输出流，若采用阻塞模式，将得不到预期的目的；
若采用非阻塞模式，对多个输入进行轮询，但又太浪费CPU时间；
若设置多个进程，分别处理一条数据通路，将新产生进程间的同步与通信问题，使程序变得更加复杂；
比较好的方法是使用IO多路复用，其基本思想是：
先构造一张有关描述符的表，然后调用一个函数，当这些文件描述符中的一个或多个已准备好进行IO时函数才返回。
函数返回时告诉进程那个描述符已就绪，可以进行IO操作
1.fd_set
void FD_zero(fd_set* fdset) //对集合清零
void FD_set(int fd, fd_set * fdset) //把fd加入集合
void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset) //从集合中清除fd
void FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) //判断fd是否在fd_set中
2.select()
int select(int maxfdp, //maxfd+1
fd_set *readfds, //读集合
fd_set *writefds, //写集合
fd_set *errorfds, //异常集合
struct timeval *timeout //超时
)
一般：填写集合，写集合填空，异常集合(带位数据)，
超时：
struct timeval{
long tv_sec; //秒
long tv_usec; //微妙
};
select退出后：集合表示有数据的集合
if(FD_ISSET(fd,set))
{
//1.如果监听套接字有数据，新的客户端进行连接，则accept
//2.若建立连接的套接字有数据，则去读read
}
int main(void)
{
struct timeval tout;
fd_set rset;
int maxfd = ‐1;
fd = socket(...);
bind(fd,...);
listen(fd,...);
while(1)
{
maxfd = fd;
FD_ZERO(&rset);
FD_SET(&rset); //依次把已经建立好连接fd加入到集合中，记录最大的文件描述符
tout.tv_sec = 5;
tout.tv_user = 0;
select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,&tout); //阻塞
if(FD_ISSET(fd,&rset)) //有1个或者多个文件描述符有数据
{
newfd = accept(fd,...);
//依次判断已建立连接的客户端是否有数据
}
}
}
select()里面的各个文件描述符fd_set集合的参数在select（）前后发生了变化
前：表示关心的文件描述符集合
后：有数据的集合（如不是在超时还回情况下）
kernel对集合进行了改变
信号驱动I/O：一种异步通信模型
SIGIO
6.TCPIP协议原理
三次握手：提供可靠的字节流服务，为了准确无误地将数据送达目的地
四次挥手：断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开
一定要标注客户端和服务器
三次握手的连接必须是由客户端发起，四次握手客户端和服务器都可以发起
SYN,ACK,FIN等标志符号应该写上
原文地址：https://blog.csdn.net/2402_87254779/article/details/143816599
免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！